土方開挖工程主要施工方法和技術(shù)措施

摘要：基坑開挖是建筑工程中重要施工步驟，同時也是保障整體工程建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)。因此，相關(guān)人員必須結(jié)合工程實際情況，合理制定土方開挖施工工藝與技術(shù)應(yīng)用方案，從而保障后續(xù)施工安全、有序?qū)嵤?。基于此，本文簡單分析案例工程基本概況，并深入探討土方開挖施工方法與技術(shù)措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：土方開挖；施工方法；技術(shù)措施

文章編號：2095-4085（2024）01-0055-03

0引言

工程管理人員應(yīng)綜合運用現(xiàn)有土方開發(fā)技術(shù)，合理制定各個開挖施工環(huán)節(jié)技術(shù)實施方案，并做好一系列關(guān)于施工技術(shù)、人員與機(jī)械方面的前期準(zhǔn)備，運用各種施工方法與技術(shù)措施來進(jìn)行各道工序施工指導(dǎo)，進(jìn)而在保障土方開挖工程施工質(zhì)量的前提下，提升工程施工效率。

1工程概況

以某建筑工程項目二期6#廠房建設(shè)工程為例，該工程主要建設(shè)范圍為該園區(qū)工廠2層車間辦公部分及1層廠房部分，總建筑面積達(dá)到13351.02m2，工程占地總面積為129511m2，總工程造價為4千萬元人民幣。主要分包工程包括建筑區(qū)域1次結(jié)構(gòu)建設(shè)、2次結(jié)構(gòu)建設(shè)、水電設(shè)施安裝、廠房裝修、消防及防水設(shè)施布設(shè)等。相關(guān)人員在經(jīng)過一系列調(diào)查后得知，該區(qū)域雨季為7～9月之間，最大降雨量達(dá)到432.2mm；風(fēng)季為8～9月份，最大風(fēng)量達(dá)到23m/s；冬季地層凍結(jié)深度為0.5m。下文將主要針對工程項目基坑土方開挖施工部分做重點研究和闡述。

2基坑概況及施工準(zhǔn)備

2.1基坑概況

案例工程基坑開挖作業(yè)部分主要以廠區(qū)1層廠房及2層車間辦公室部分為主，基礎(chǔ)形式作為獨立柱結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部主要建筑結(jié)構(gòu)為混凝土結(jié)構(gòu)及門式鋼架輕型鋼結(jié)構(gòu)為主。相關(guān)人員在經(jīng)過系列調(diào)查后得知，該區(qū)域地坪標(biāo)高為56.3m，坑底絕對標(biāo)高為53.5m，坑底相對標(biāo)高為3.1m。此外，基坑邊坡部分附近較為狹窄且距離道路相對較近，其最大開挖深度為4.6m。

2.2技術(shù)準(zhǔn)備

本次案例工程項目技術(shù)準(zhǔn)備如下：第一，施工單位必須在工程正式開始前，完成各種工程文件的編制與審核工作。其中主要包括機(jī)械設(shè)備文件、施工人員文件、施工材料文件、施工組織設(shè)計文件及設(shè)計圖紙審核等。第二，必須要求工程項目中的核算部、質(zhì)檢部、技術(shù)部、技術(shù)總工及項目經(jīng)理等人員，充分了解圖紙內(nèi)容，明確各種施工質(zhì)量要求與技術(shù)要求。除此之外，還應(yīng)在正式施工作業(yè)開始前，完善工程項目所需的全部法規(guī)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)與圖集，進(jìn)而滿足現(xiàn)場施工需要。第三，工程管理人員應(yīng)在正式施工作業(yè)開始前，明確現(xiàn)場各個標(biāo)高控制樁及軸線控制樁的點位布設(shè)，做好現(xiàn)場清理及一系列測量準(zhǔn)備工作，并要求施工管理人員充分明確現(xiàn)場各個區(qū)域的真實狀態(tài)，以便應(yīng)對突發(fā)事件。第四，應(yīng)將工程項目所需的各種大型設(shè)備提前布設(shè)到施工場地，并做好相關(guān)的設(shè)備材料備案、性能參數(shù)調(diào)試等各項工作，避免在正式施工時因設(shè)備問題而引起不必要的安全事故。第五，應(yīng)根據(jù)工程項目實際要求合理配置各種相應(yīng)設(shè)備，并采購符合工程項目土方開挖作業(yè)檢測標(biāo)準(zhǔn)的檢測工具和測量儀器，構(gòu)建專門數(shù)據(jù)測量團(tuán)隊，指派相關(guān)工程師作為隊長，全權(quán)負(fù)責(zé)工程項目中沉降觀測、標(biāo)高控制、軸線控制及放線等工作。且應(yīng)在每次測量工作結(jié)束后，安排專門人員負(fù)責(zé)保管測量工具。第六，結(jié)合施工設(shè)計圖紙內(nèi)容，對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底工作，明確各個工作崗位職責(zé)，杜絕無證上崗現(xiàn)象發(fā)生，制定完善的使用操作規(guī)程，并安排專門人員對整體施工過程實施全方位的質(zhì)量監(jiān)督［1］。

2.3機(jī)械工具準(zhǔn)備

在工程機(jī)械設(shè)備與工具準(zhǔn)備方面，必須安排專門人員來負(fù)責(zé)現(xiàn)場管理，并制定完善的設(shè)備驗收、檢查及日常維護(hù)與保養(yǎng)制度，且需在機(jī)械裝置首次使用時，應(yīng)做相應(yīng)的性能檢查與試運行工作，并基于工程項目質(zhì)量要求、進(jìn)度要求及成本要求合理選擇施工土方開挖作業(yè)的施工設(shè)備及施工工具。本次案例相關(guān)人員在經(jīng)過一系列調(diào)查分析后，制定了詳細(xì)土方開挖施工設(shè)備及施工工具應(yīng)用方案，具體如下：工程專用水準(zhǔn)儀1臺、工程專用經(jīng)緯儀1臺、自卸汽車6輛、270型反鏟挖掘機(jī)1輛、切割機(jī)1臺、風(fēng)鎬2把，此外還包括部分如鉗子、扳手等小型施工工具，這里不做過多介紹。

3土方開挖施工方法

3.1基礎(chǔ)施工

3.1.1整平處理與放線測量

在實施地面整平處理之前，必須在基坑周圍布設(shè)相應(yīng)的護(hù)欄裝置和警示牌，避免施工工具或人員在施工過程中發(fā)生墜落事故，并基于工程地質(zhì)勘察結(jié)果，按照制定要求進(jìn)行整平處理，其具體允許偏差值（如表1）。

在放線測量方面，相關(guān)人員應(yīng)將提前確定好的軸線控制樁，從左右兩個方向?qū)⑵湟酵鈧?cè)基坑2m邊線外，并合理布設(shè)相應(yīng)的保護(hù)措施。再以軸線控制樁實際布設(shè)點位為基準(zhǔn)，結(jié)合基坑結(jié)構(gòu)實際放坡寬度來測量切土邊線。此期間必須重點控制測量精度，避免因放線數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確而影響后續(xù)開挖作業(yè)。

3.1.2基礎(chǔ)開挖作業(yè)

本次案例工程主要采用反鏟挖掘機(jī)實施土方開挖作業(yè)，由于區(qū)域開挖范圍內(nèi)土質(zhì)主要以粉質(zhì)黏土和素填土為主，經(jīng)相關(guān)人員在綜合分析基坑場地實際情況后最終決定采用自西向東方向分層、分段方式實施開挖作業(yè)，主要開挖作業(yè)流程（如圖1）［2］。

由于原始場地基坑自然標(biāo)高與地面標(biāo)高存在一定高低差，故而在實際開挖作業(yè)時應(yīng)提前預(yù)留約500mm土方量，再實施后續(xù)CFG樁區(qū)域的結(jié)構(gòu)施工，待樁體結(jié)構(gòu)達(dá)到最高強(qiáng)度并由工程人員檢測合格后，可采用人工配合挖掘機(jī)設(shè)備來實施樁間土層開挖作業(yè)，作業(yè)方式以機(jī)械挖掘為主，而人工施工方面則主要負(fù)責(zé)處理工程場地中機(jī)械裝置無法施工的部分區(qū)域。在實際施工過程中，應(yīng)首先采用機(jī)械設(shè)備實施開挖作業(yè)，但必須預(yù)留部分基坑土層改由人工清理，通常會將土層預(yù)留厚度設(shè)定為200～300mm之間。這樣做的主要目的是為后續(xù)剔鑿平整留出一定的作業(yè)空間，施工人員可在清理完成后采用鋼釬和切割機(jī)裝置將樁頭破掉，最后實施剔鑿平整操作。除此之外，需將全部開挖作業(yè)后的剩余土料部分，根據(jù)土方量運送至后續(xù)施工場地或場外區(qū)域。此階段必須注意的是，嚴(yán)禁在開挖施工作業(yè)時破壞基坑結(jié)構(gòu)區(qū)域原土結(jié)構(gòu)層，進(jìn)而保障整體工程項目施工質(zhì)量與施工安全。

3.2安全防護(hù)

在做好土方開挖階段基礎(chǔ)施工后，必須在基坑附近區(qū)域提前預(yù)留的臨時行車路周圍布設(shè)相應(yīng)的護(hù)欄裝置及其他保護(hù)裝置，具體如下：第一，應(yīng)在基坑結(jié)構(gòu)附近適當(dāng)區(qū)域布設(shè)相應(yīng)的護(hù)欄裝置，且護(hù)欄裝置布設(shè)點位應(yīng)與基坑坑邊保持1.5m距離，而邊坡結(jié)構(gòu)與立桿裝置布設(shè)距離必須控制在0.5m以上，護(hù)欄裝置打入地面深度必須在70cm左右。第二，在臨時性施工道路兩旁所布設(shè)的護(hù)欄裝置與邊坡距離同樣應(yīng)保持在0.5m以上。第三，在本次案例工程項目中，護(hù)欄裝置主要由欄桿立柱和二道橫桿構(gòu)成，應(yīng)將上桿裝置防護(hù)面布設(shè)高度設(shè)定為1.2m，而下桿裝置防護(hù)面布設(shè)高度不得小于0.6m，且立桿裝置布設(shè)間距不得小于2m。除此之外，還應(yīng)在相應(yīng)的護(hù)欄裝置上采用工程專用涂料涂刷黃黑相間的外漆，且外漆涂刷寬度應(yīng)保持在500mm以上，內(nèi)側(cè)區(qū)域應(yīng)布設(shè)安全網(wǎng)格（密目式）并布設(shè)顏色醒目的區(qū)域安全標(biāo)志及夜間警示燈。第四，在基坑開挖作業(yè)正式實施過程中，施工單位應(yīng)在基坑作業(yè)區(qū)域合理布設(shè)相應(yīng)的集水井和排水溝，且應(yīng)在區(qū)域場地建設(shè)時具有一定的地面斜度，避免造成部分區(qū)域積水。此外，應(yīng)在整體施工作業(yè)過程中時刻保障邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，杜絕坍塌事故發(fā)生。第五，土方開挖作業(yè)現(xiàn)場配備符合工程項目要求的照明設(shè)施，且應(yīng)在電氣裝置上合理布設(shè)相應(yīng)的漏電防護(hù)措施，并禁止機(jī)動車輛在基坑薄弱區(qū)域通行。

3.3基坑監(jiān)測

在土方開挖施工階段，避免邊坡坍塌則是整體施工作業(yè)的重點和難點。因此，施工單位除需運用科學(xué)方法來計算各項基坑參數(shù)外，還應(yīng)安排專門人員做好基坑結(jié)構(gòu)的各項性能檢測工作，從而保障在施工作業(yè)發(fā)生異常現(xiàn)象時，能夠在最短時間內(nèi)布設(shè)相應(yīng)的防護(hù)措施來避免坍塌事故發(fā)生。本次案例工程基坑監(jiān)測主要包括以下幾個方面：第一，對于基坑結(jié)構(gòu)內(nèi)部突涌、地表裂縫及土體隆起等方面的觀察和監(jiān)測。第二，使用全站儀設(shè)備對基坑結(jié)構(gòu)附近主體管線變形及建筑沉降方面，進(jìn)行重點監(jiān)測，并將全部監(jiān)測數(shù)據(jù)信息及時反饋給工程單位相關(guān)部門。第三，為充分掌握工程項目基坑結(jié)構(gòu)真實的沉降狀態(tài)，本次案例項目主要應(yīng)用水準(zhǔn)儀設(shè)備沿著基坑結(jié)構(gòu)頂部進(jìn)行全方位系統(tǒng)監(jiān)測。第四，采用全站儀裝置對基坑邊坡部分土體結(jié)構(gòu)實施斜度監(jiān)測，獲取真實準(zhǔn)確的深層土體水平位移數(shù)據(jù)。第五，應(yīng)用極坐標(biāo)方法對區(qū)域邊坡坡頂部位水平位移進(jìn)行實時監(jiān)測，計算真實準(zhǔn)確的水平位移數(shù)值，并做好相應(yīng)的信息記錄，以為后續(xù)工程施工提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考［3］。

4土方開挖技術(shù)措施

本次案例工程土方開挖階段主要技術(shù)措施，包括以下幾個方面：第一，工程管理人員應(yīng)基于工程施工現(xiàn)場實際情況，來控制工程臨時道路及周邊路段的車流量，合理安排道路開發(fā)時間，并在場地內(nèi)部布置相應(yīng)的土方車輛專用停車場地，在充分掌握周圍環(huán)境的前提下，開展對周邊單位機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)工作。此外，應(yīng)合理布設(shè)施工車輛路線及行車方向，從而在最大限度上避免影響到周圍道路車輛正常行駛。第二，應(yīng)在正式開挖作業(yè)之前，全面處理可能影響正常施工的各種障礙物，利用挖掘機(jī)等設(shè)備修復(fù)及規(guī)劃施工便道，并對投入工程項目的所有施工設(shè)備進(jìn)行全方位維護(hù)與檢修，以保障其在正式施工階段的運行安全。第三，對于樁周圍及基坑邊角區(qū)域等大型機(jī)械裝置難以開挖區(qū)域，可適當(dāng)采用人工方式配合清坡、清底及開挖作業(yè)，需將多余松土全部清理至指定區(qū)域并利用機(jī)械運輸車輛將其運走，以免影響正常機(jī)械施工。第四，應(yīng)在基坑附近區(qū)域合理布設(shè)適合高度的護(hù)欄裝置（部分特殊區(qū)域除外），且不得在基坑作業(yè)區(qū)2m范圍內(nèi)行走、通車或堆放重物。

5結(jié)語

綜上所述，基坑開挖作業(yè)是建筑工程整體施工作業(yè)中最為基礎(chǔ)的施工環(huán)節(jié)，此階段的施工質(zhì)量也是工程后續(xù)各個工序能否順利施工的關(guān)鍵所在。因此，工程人員必須嚴(yán)格按照工程各項施工要求，合理選擇土方開挖方法并制定相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用措施，從而提升整體工程施工的合理性、科學(xué)性和預(yù)見性。

參考文獻(xiàn)：

［1］李樹聰.一體化箱體基坑支護(hù)水平鋼支撐施工方法應(yīng)用［J］.建筑技術(shù)，2022，53（10）：1377-1379.

［2］邵陽.鳳凰湖新區(qū)安置區(qū)工程土方施工技術(shù)［J］.四川水泥，2022（2）：180-181，184.

［3］曾金聰.復(fù)雜環(huán)境下深基坑土方開挖施工方法［J］.安徽建筑，2021，28（8）：203-204.